常減壓裝置腐蝕及防護分析

1、常減壓裝置腐蝕及防護分析摘要：隨著經濟的發(fā)展與成品油需求量的增加，以常減壓裝置為代表的原油基 礎處理裝置使用日益廣泛。而隨著油田開采后期邊遠，小型油田的開采導致了井 口油質情況相對惡劣，給常減壓裝置生產負荷帶來一定的影響，裝置腐蝕問題日 益嚴重。關鍵詞：常減壓裝置腐蝕；防護；隨著進口原油數量增加，常減壓裝置加工的原油品種和結構變化很大，裝置 防腐面臨新的問題和挑戰(zhàn)。一、腐蝕的危害據報道，在工業(yè)化國家，腐蝕破壞造成的經濟損失約占國民生產總值(GNP) 的3%5%。每年因腐蝕造成的經濟損失約為3000億美元，若采用當時最好的 防腐措施，是可以避免的。盡管各煉油企業(yè)加工的原油性質、裝置設防和生產工

2、況存在差異，冷換和空冷設備內外泄漏，有的部位出現裂紋等較為嚴重的低溫腐 蝕問題。某企業(yè)3號常減壓裝置，發(fā)現有一重油高溫管線壓力表接管焊縫泄漏； 進一步擴大檢查時發(fā)現，大部分常壓重油高溫管線減薄非常嚴重。該管線從開工 到出現泄漏僅運行18個月，平均減薄35mm ；常壓爐輻射出口管線最薄處只有 3mm。另一家企業(yè)5000kt / a常減壓裝置檢修后運行一年多時間，常壓爐出口管 集合管腐蝕穿孔造成火災事故，采取包套處理維持運行，測厚普查發(fā)現高溫重油 線減薄嚴重，平均減薄34mm。還有一家常減壓裝置減壓塔內構件大梁、降液 板、填料嚴重垮塌，給生產帶來極大威脅。常減壓裝置主要用途為原油預鹽、脫 水并進行

3、基礎性常/減壓蒸餾，將原油預處理至一定標準后進行下步的外輸和煉化。 該過程常設立于油田煉化站或煉化廠，具有設備撬裝化，操作簡便故障率低等特 點。但由于井口原油往往大量含水且地層水含鹽量高，所以設備的日常維護保養(yǎng) 是正常運行的關鍵。二、腐蝕情況分析氯化物影響。地層水含有大量鹵化物，其中CaCl2、MgCl2等氯化物在一定 濃度和溫度下會對設備金屬產生不同程度腐蝕，結垢。而原油中的硫化物還會與 腐蝕產生的鐵離子和水產生進一步反應產生硫化鐵和二氧化硫，其腐蝕性更強， 能對不銹鋼材質零部件產生保護膜破壞并進行有毒物質的釋放，同時硫化氫會傾 入金屬內部對其產生脆化作用。脆化作用和設備震動的共同影響會對工

4、藝管線和 動設備產生致命損壞，所以材質的選擇和設備的負荷調配是保證正常生產的關鍵。環(huán)烷酸影響。原油為烴類化學物混合體，其中有機酸含量豐富，環(huán)烷酸在 高溫下會和任何金屬產生化學反應生成環(huán)烷酸鹽，對設備及其相關工藝管線產生 影響。根據筆者工作經驗，該種影響會對加熱爐管道、轉油管線、分餾塔側線、 塔底等部位產生不同程度的影響，且和溫度息息相關。其主要腐蝕機理為：環(huán)烷 酸與金屬表面或硫化鐵表面膜直接發(fā)生反應生成烷酸鐵，該物質是一種油溶性腐 蝕產物，在工藝物流中立刻溶解，使金屬表面不斷暴露并受到腐蝕。煙氣低溫露點影響。常減壓裝置的蒸餾操作需要加熱，而加熱爐在燃料油 和溫度的共同影響下也是腐蝕重點。其中燃

5、料油由于使用了含硫重油，所以在煙 氣中會存在三氧化硫，這些硫化物在高溫煙氣下，在加熱爐中形成的水合物酸性 蒸汽冷凝吸附在金屬設備表面產生腐蝕。同時煙塵中也會存在大量硫化物，若不 及時清理，久而久之也會產生煙道不暢產生的排煙損失和腐蝕發(fā)生。根據筆者工 作經驗，該種影響會對加熱爐的空氣預熱器、對流式爐管等部位產生不同程度腐蝕。三、常減壓裝置防護分析工藝防腐措施。工藝防腐就是做好一脫四注，即破乳劑電脫鹽和塔頂注氨、 注堿、注水、注緩蝕劑。由于注堿會增加原油中Na-的含量，所以現在工藝去除 注堿流程，用注氨、注緩蝕劑來代替該流程。現在設備工作中將注氨和緩蝕劑中 和起來，進行適度合理的調配，如緩蝕劑，可

6、以提高緩蝕效果，從而避免了配比 不合適造成的缺陷；該流程中再進一步把中和緩蝕劑進行注水稀釋，從而可將一 脫四注簡化為“一脫二注或者“一脫一注。其中設備運行過程中，對原油進行脫 鹽、脫水是有效減少設備低溫部位腐蝕的有效辦法，如果原油中鹽含量的濃度降 低至5mg/L以下，同時配合中和劑、緩蝕劑、水等有效程序，可以有效控制塔頂 冷凝水中的Fe+、CL-含量的濃度降低到1mg/L、20mg/L以下。中和劑是一種物美 價廉物質中很好的中和HCL和H2S，并且與氨元素結合，發(fā)生化學反應生成無腐 蝕的物質，該物質大部分情況下以氨水的形式運轉。緩蝕劑是含有硫、氮、氧的 活性劑，該活性劑極易吸附在金屬表面形成分

7、子保護膜。工藝防腐措施的升級。設備在工藝防腐的流程中，要遵循塔頂三注的原則， 要用有機胺作為中和緩蝕劑，來減低腐蝕性程度。氨水的酸堿性值沒有中和緩蝕 劑穩(wěn)定，因此使用中和劑來避免有機胺迅速進入初凝區(qū)并快速與冷凝的HCl進行 化學反應，進而很大程度上降低腐蝕性。再者，HCl與H2S產生腐蝕的原因和條 件都是有區(qū)別的，HCl的形成由電脫鹽殘留的鹽分中的物質高溫水解而成，而 H2S主要是由隱藏在原油中的硫醇、硫醚等非活性硫在高溫條件下生成的，因此 大部分情況下，常壓塔塔頂的H2S含量要少于減壓塔，然而HCL的含量常壓塔塔 頂比較多。原油中所含氯Mgcl2和Cacl2分解形成鹽，這些鹽遇到合適的環(huán)境水

8、 解生成HCL，該物質極易揮發(fā)，伴隨水蒸氣注入塔頂，當溫度下降到一定條件時 候，該鹽分將大量溶解變成液體鹽酸，從而對設備的頂板各個設備和減壓塔真空 操作系統(tǒng)等造成不可逆轉的強腐蝕。材料與材質的優(yōu)化升級。對設備低溫部位的防腐蝕，雖然不可以改進材質 來減少腐蝕，但可以通過對碳鋼設備進行防腐蝕操作，例如：在冷凝器的冷凝管 表面涂抹鋁或鍍鎳或磷的涂層來進行防腐。金屬材料滲入金屬鋁后，設備表面的 微硬度會進一步加強，同時耐磨性能加固，當前領先的技術設備開始使用包裝滲 鋁以及涂料感應式滲鋁。采用這些技術可以對設備進行滲鋁，對設備防止硫腐蝕 有很好的效果?，F在國際領先的設備不僅僅有滲鋁技術，其中滲鈦、多元素

9、共滲 技術也相繼開發(fā)出來，在設備防止硫腐蝕方面取得了可觀的成績。對設備的材質 升級，就是把常減壓設備及管道用更加耐腐蝕的材質進行替換。經過研究發(fā)現， 在金屬材料中摻入Cr，Ni，Mo等合金可以形成氧化物，從而形成一層保護膜， 該保護膜阻止金屬離子的擴散，從而保護金屬不受進一步的腐蝕。利用好管道設 備材質升級技術，可以很大程度提高設備的利用率，有效提高生產效率。定期工藝參數檢測。設備的防腐過程中，對塔頂溫度、加熱爐出口溫度、 側線抽出溫度、回流量、原油量等主要操作參數，要嚴格控制與及時檢測，加強 設備的保護力度和增強利用率。查看換熱器的使用、停用等周期規(guī)律，進一步提 高設備操作的規(guī)范性，對換熱器泄漏或者氣阻現象及時處理。同時，使用在線腐 蝕檢測儀，對常壓塔頂空冷器的腐蝕情況進行實時在線檢測，進而及時分析腐蝕 規(guī)律，加強設備的保護措施。綜上所述，常減壓裝置是原油預處理的關鍵設備，其使用頻率高、損耗大， 需加強日常維護與巡檢。系統(tǒng)分析了腐蝕發(fā)生后通過確定腐蝕發(fā)生的各位置及程 度，隨著原油資源緊缺，原油性質變劣，常減壓裝置防腐出現了許多新的問題和 困難，須引起高度重視。由于原油劣質化而有可能導致腐蝕加劇的裝置、設備及 輔助系統(tǒng)，有必